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2024年4月28日发(作者:pbootcms管理中心)

硬件设计

本系统将CC2430/1芯片进行了模块化设计,即每片芯片均采用单独的PCB,将PCB

预留足够的外部接口引脚,再通过这些外部接口引脚将贴装有CC2430/1的PCB与各种不同

功能主板连接,实现不同的功能设备。

同时由于CC2430与CC2431的引脚兼容,所以上图的设计同样适用于CC2431。本系

统的参考节点(RN)采用CC2430芯片,盲点(BN)采用CC2431芯片,但是这两种设备

的芯片外围设计(PCB模块设计)是完全一致的。

RN模块电路包括外围电路设计和功放设计两部分。

CC2430 RF模块的外围电路设计

按照芯片技术手册,CC2430/1的外围电路设计如下图所示。

图中,除P2_3和P2_4引脚留出外接晶振之外,P0_0至P2_2引脚全部引出作为接口。

其它引脚连接方法均按照CC2430/1芯片手册所述规则设计,相关的偏置阻容值和匹配阻

容值均参照TI公司与CC2430/1相关的应用笔记。

RF输入输出为高阻抗差分式,引脚分别为RF_n与RF_p,内部含有T/R选择开关电路,

用于收发电路切换,这种切换操作大致需要192μS的时间。本设计采用单极天线,为了获

得最好的通信性能,应采用非平衡变压器。分立器件L321、L331、L341以及C341构成非

平衡变压器,用来连接差分输出端和单极天线。由于天线距离RF引脚有一段距离,所以需

要针对天线到RF引脚的反馈传输线设计阻抗匹配,由于是单极天线,所以匹配阻抗为50Ω,

这部分阻抗由非平衡变压器和PCB微带传输线组成,微带传输线实际上就是λ/2阻抗匹配,

λ为PCB传输线上微波波长。

在选配天线方面,除了单极天线之外,还可以使用平衡天线(偶极天线),TI同样推荐

使用这种方案并提供参考设计。如果采用平衡天线,那么就可以省略非平衡电压器,但是

天线的长度要比单极天线长近一倍(天线长度的计算可参见CC2430技术数据手册)。其它

天线方案经尝试均有各种弊端,不宜采用。如,PCB天线会占用较大面积,增加设备尺寸;

线圈天线很难设计阻抗匹配;螺旋天线很难调试到最优状态。

TXRX_SWITCH是一个模拟电源输出引脚,为CC2430内部的低噪声放大器(LNA)和

功率放大器(PA)提供校准电压。此引脚必须通过外接DC电路连接至RF_n和RF_p引脚。

片内置的T/R开关电路可以切换LNA(接收方式)和PA(发送方式)。当CC2430处于接收

状态时,TXRX_SWITCH内部接地,为LNA提供偏置电压,引脚上可得到低电平;当芯片

处于发送状态时,TXRX_SWITCH内部接供电电压,为PA提供偏置电压,引脚上可测得高

电平。此引脚上的电平变换对后续电路设计有很大的作用。


本文标签: 引脚 天线 设计 采用 芯片